水喷雾对隧道火灾烟气温度及临界风速影响研究

发布时间：2020-06-02 20:20

【摘要】：纵向通风是隧道中常用的控制火灾烟气方式,而为了更有效地控制和扑灭火灾,许多隧道内设置了水喷雾系统。水喷雾会改变隧道火灾烟气流场从而导致纵向通风隧道烟气控制关键参数临界风速的变化;同时,水会降低隧道顶板下方的烟气温度。而现有隧道火灾烟气温度和临界风速模型大多针对无灭火系统的隧道火灾建立。因此,本文研究水喷雾系统的流量和雾化角参数对纵向通风隧道火灾烟气温度分布及临界风速的影响,旨在建立耦合水喷雾系统参数的温度分布预测模型和临界风速模型,为纵向通风隧道内水喷雾系统设计提供理论依据。主要研究工作如下:首先,采用FDS数值模拟方法研究了不同水喷雾流量对烟气温度的影响规律,其中,无水喷雾作用下模拟结果符合前人研究结果,验证了数值模型的可行性。在水喷雾作用下,最高烟气温度低于无水喷雾时,降低程度与水喷雾流量呈正相关;引入流量修正系数,建立了不同流量作用下的最高烟气温度预测模型。同时,随着水喷雾流量的增加,纵向烟气温度衰减加快;通过烟气热交换的理论分析,并结合模拟结果,给出了不同流量作用下的纵向烟气温度分布预测模型。其次,研究了不同雾化角下烟气温度变化规律。结果表明,最高烟气温度随着雾化角的增大而升高;而纵向烟气温度衰减率随着雾化角的增大而变小。基于水喷雾流量对烟气温度影响的分析,同理引入雾化角修正系数,建立了不同雾化角作用下的最高烟气温度和纵向温度分布预测模型。最后,研究了水喷雾流量和雾化角对临界风速的影响。当水喷雾流量越大时,临界风速降低的越明显;而当雾化角增大时,临界风速呈现先增大再减小的趋势,(雾化角90°时,临界风速最大)。结果分析表明,水喷雾作用下无量纲临界风速V~*与无量纲火源功率Q~*仍呈分段函数,分界点为Q~*=0.2,指数关系为1/3次方,同时引入水量修正系数,进一步完善临界风速模型。
【图文】：

a）晋济高速岩后隧道 b）水果湖隧道图 1.1 隧道火灾图片目前，隧道内的行车类型和货物变得越来越复杂化和危险化，其中特长隧道因为里程更大，，所以事故发生的可能性更大。随着车辆数量逐渐增多，隧道内车

研究技术路线
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U458.1

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本文编号：2693715